Manchas, campos y plasma inquieto en nuevas imágenes completas del Sol

La misión Solar Orbiter, dirigida por la ESA, ha revelado las vistas completas de la superficie visible del Sol (fotosfera) con la mayor resolución hasta la fecha.

Se han recopilado a partir de imágenes realizadas por el generador de imágenes polarimétrico y heliosísmico (PHI) de la nave espacial. Este instrumento no solo toma imágenes en luz visible, sino que también mide la dirección del campo magnético y traza mapas de la velocidad y la dirección en que se mueven las distintas partes de la superficie.

Las mediciones de la fotosfera realizadas por PHI se pueden comparar directamente con una nueva imagen de la atmósfera exterior del Sol (la corona) recopilada a partir de imágenes de alta resolución tomadas por el instrumento Extreme Ultraviolet Imager (EUI) el mismo día de marzo de 2023. EUI toma imágenes del Sol en luz ultravioleta.

"El campo magnético del Sol es clave para comprender la naturaleza dinámica de nuestra estrella, desde las escalas más pequeñas hasta las más grandes. Estos nuevos mapas de alta resolución del instrumento PHI de Solar Orbiter muestran la belleza del campo magnético de la superficie del Sol y de los flujos con gran detalle. Al mismo tiempo, son cruciales para inferir el campo magnético en la corona caliente del Sol, que nuestro instrumento EUI está captando", señala en un comunicado Daniel Müller, científico del proyecto de Solar Orbiter.

Este lanzamiento es la continuación de uno de hace dos años, cuando la misión publicó imágenes completas del Sol tomadas por los instrumentos EUI y Spectral Imaging of the Coronal Environment (SPICE) de la nave espacial el 7 de marzo de 2022.

Al ampliar la imagen de luz visible detallada de PHI, se revela la "superficie" del Sol tal como es: plasma brillante y caliente (gas cargado) que se mueve constantemente. Casi toda la radiación del Sol se emite desde esta capa, que tiene una temperatura de entre 4.500 y 6.000 °C. Debajo, el plasma caliente y denso se agita en la 'zona de convección' del Sol, de forma similar al magma del manto terrestre. Como resultado de este movimiento, la superficie del Sol adquiere un aspecto granulado.

Sin embargo, las características más llamativas de las imágenes son las manchas solares. En la imagen de luz visible, parecen manchas oscuras o agujeros en una superficie que, por lo demás, es lisa. Las manchas solares son más frías que sus alrededores y, por lo tanto, emiten menos luz.

El mapa magnético de PHI, o 'magnetograma', muestra que el campo magnético del Sol se concentra en las regiones de manchas solares. Apunta hacia afuera (rojo) o hacia adentro (azul) dondequiera que se encuentren las manchas solares. El fuerte campo magnético explica por qué el plasma dentro de las manchas solares es más frío. Normalmente, la convección mueve el calor desde el interior del Sol hacia su superficie, pero esto se ve alterado por partículas cargadas que se ven obligadas a seguir las densas líneas del campo magnético dentro y alrededor de las manchas solares.

La velocidad y la dirección del movimiento del material en la superficie del Sol se pueden ver en el mapa de velocidad de PHI, también conocido como "tacograma". El azul muestra el movimiento hacia la nave espacial, mientras que el rojo indica el movimiento que se aleja de ella. Este mapa muestra que, si bien el plasma en la superficie del Sol generalmente gira con el giro general del Sol alrededor de su eje, es empujado hacia afuera alrededor de las manchas solares.

Finalmente, la imagen de EUI de la corona solar muestra lo que sucede sobre la fotosfera. Por encima de las regiones de manchas solares activas, se ve plasma brillante que sobresale. El plasma de un millón de grados sigue las líneas del campo magnético que sobresalen del Sol, a menudo conectando manchas solares vecinas.

Las imágenes se tomaron cuando Solar Orbiter estaba a menos de 74 millones de kilómetros del Sol. Estar tan cerca del Sol significaba que cada imagen de alta resolución tomada por PHI y EUI solo cubría una pequeña porción del Sol. Después de tomar cada imagen individual, la nave espacial necesitaba ser inclinada y rotada hasta que se fotografiara cada parte de la cara del Sol.

Para obtener las imágenes del disco completo que se presentan aquí, todas las imágenes se unieron como un mosaico. El mosaico PHI y el EUI están compuestos de 25 imágenes cada uno, capturadas durante un período de más de cuatro horas. El disco del Sol tiene un diámetro de casi 8.000 píxeles en los mosaicos completos, lo que revela una increíble cantidad de detalles.

El procesamiento de imágenes necesario para obtener los mosaicos PHI era nuevo y difícil. Ahora que se ha realizado una vez, el procesamiento de los datos y el ensamblaje de los mosaicos serán más rápidos en el futuro. El equipo PHI espera poder proporcionar mosaicos de alta resolución de este tipo dos veces al año.